地球是太陽系中的異類,由一連串極不可能的巧合堆砌在一起,這些巧合全都跟月球有著千絲萬縷的關(guān)系,對地球的各方面產(chǎn)生著深遠影響。月球到底如何助力地球成為完美星球?如果地球失去月球又會怎樣?
月球之于地球,不僅關(guān)乎潮漲潮落、四季變化,還關(guān)乎其如何成為一顆適宜人類居住的完美星球。月球到底如何助力地球成為完美星球?如果地球失去月球又會怎樣?
月球的誕生
和別的衛(wèi)星比起來,月球是一個另類:它的直徑是地球的四分之一,不像其他衛(wèi)星與其行星相差那么懸殊,至今仍是太陽系中已知最大的衛(wèi)星。
月球“出生”的方式很獨特。關(guān)于月球的身世之謎,目前最合理的解釋是:地球在形成后的幾百萬年內(nèi),曾與另一顆火星大小的年輕行星相撞,這一次猛烈撞擊產(chǎn)生的熱量,熔化了原地球剛形成的地殼,摧毀了來勢洶洶的入侵行星。入侵行星的重金屬核心與地核融為一體,逐漸凝聚成一個核心密度大、地殼極薄的新星體。
新星體地殼之所以薄,是因為原地球與入侵者相撞(天文學家形象地將其稱為“大沖撞”)導(dǎo)致雙方星體表面熔化,熔化后混合在一起的熔融物在碰撞沖擊下向外飛濺,有些完全逃逸到宇宙空間,有些停留在地球周圍,形成一個環(huán)帶,從中孕育出月球。
通過測定月巖樣本,我們推算出這場驚天動地的碰撞發(fā)生在大約44億年前。它不僅孕育了月球,還導(dǎo)致地軸嚴重傾斜,地球飛速自轉(zhuǎn),四季因此形成。
地球與月球有著千絲萬縷的聯(lián)系
自大沖撞以來,月球的引力一直影響著地球的構(gòu)造,人們看到的最明顯的影響來自潮汐力。
今天,月球與地球之間的距離超過了384000千米。但月球剛形成時,與地球只隔了25000千米。那時,它不僅能讓大海出現(xiàn)劇烈的潮汐起伏,還能拉扯地球上的固態(tài)物體,從地表往下1000米的巖石層都逃不過它周期性的拉拽與壓迫。起初,月球引力拉扯產(chǎn)生的熱量使地球上的巖石在大撞擊后長期處于熔融狀態(tài),匯聚成一片“火海”,隨著潮汐一同漲落。這個過程用到的能量來自月球的軌道能量,隨著軌道能量逐漸丟失,月球?qū)Φ厍虻臓恳內(nèi)?,并逐漸遠離地球,潮汐的幅度變得越來越小、越來越溫和。
今天,地球上的海水每天有規(guī)律地升落2次,掀起的潮水約1米高,一次潮汐漲落的時間大致是半天,具體受當?shù)睾0毒€的地形影響。但在月球形成之初(距離撞擊約100萬年后),地球每2.5個小時就會漲一次潮,浪高數(shù)千米。當時,地球自轉(zhuǎn)的速度比今天快10%,一天僅21個小時。
然而,在月球形成后的幾十億年里,有一樣?xùn)|西一直不曾變過,那就是地軸的傾斜角,這依舊與月球有著千絲萬縷的聯(lián)系。因為月球用自身引力約束地球的搖晃幅度,起到了穩(wěn)定作用。
太陽系里的行星(和衛(wèi)星)之間都通過引力相互拉扯,隨著行星在軌道上移動,引力拉扯的強弱也會發(fā)生變化,小一點的行星(如地球和火星)極易受更大天體(如太陽和木星)的束縛。
火星沒有相對較大的衛(wèi)星做它的“穩(wěn)定器”。計算機模擬結(jié)果顯示,它有時會一下子突然傾斜到45度(這里的“一下子”在地球上大約是10萬年的時間),有時會慢悠悠地傾斜到60度。如果沒有月球,地球地軸傾斜角會在10萬年里從0度變成90度,引起氣候的巨大變遷。風水輪流轉(zhuǎn),白天與黑夜將顛倒,曾經(jīng)太陽永不落下的熱帶將處于冰雪永不消融的黑夜。但是,多虧了月球的穩(wěn)定作用,自陸地上出現(xiàn)生命以來,這種超極端的氣候從未發(fā)生過。
“步履堅定”地遠離地球
當然,天下沒有長久的好事。月球“維穩(wěn)”已經(jīng)超過40億年了,現(xiàn)在它正“步履堅定”地遠離地球,以約4厘米每年的速度向外移動,對地球施加的穩(wěn)定作用也隨之減弱。科學家用計算機模擬推導(dǎo)出,從現(xiàn)在算起,大約20億年后,月球的引力將再也無法與木星抗衡,屆時地球的傾斜角將劇烈擺動。
很久以前,在恐龍生活的年代,月球看上去比現(xiàn)在大得多,到了日全食時分,它能夠很輕松地完全擋住太陽。那時,人類還沒有出現(xiàn)。在不遠的未來,在日全食期間,月球邊緣將套上一圈清晰可見的光環(huán)。那時,人類如果還存在著,還能見證那美麗的景象。
(《瞭望》)